职业交响乐团器乐演奏者与职业合唱歌手的双耳分听数字测试（double DDT）表现：Teatro alla Scala 研究

《Audiology Research》：Double Dichotic Digit Test Performance of Professional Orchestra Musicians and Professional Choir Singers of Teatro alla Scala

　　

背景/目的：尽管听觉处理中的“音乐家优势”已得到充分记录，但器乐演奏者与歌手在双耳分听任务中处理双耳输入方式的差异仍大多未被探明。本研究旨在比较职业交响乐团器乐演奏者（orchestra professional musicians, OP）与职业合唱歌手（professional choir singers, PCS）在双侧双耳分听数字测试（double dichotic digit test, double DDT）中的表现。方法：对来自Teatro alla Scala的165名右手优势职业音乐家（91名OP、74名PCS）实施综合听力学测试组合及意大利版double DDT。结果：两组右耳double DDT表现均显著高于左耳（右耳优势，Right Ear Advantage）（PCS：p=0.002，效应量（effect size）=0.241；OP：p<0.001，效应量=0.322）。在未校正Mann–Whitney U检验中，OP组double DDT右耳表现显著优于PCS组（p=0.023，效应量=0.177）。OP组double DDT左耳表现（p=0.102）与右耳优势（p=0.835）值与PCS组相似。然而，校正后的广义线性模型（Generalized Linear Models, GLM）显示，PCS组double DDT右耳（p=0.005）和左耳（p=0.038）表现显著低于OP组；double DDT右耳优势值未见此发现（p=0.92）。结论：OP组双耳分听功能在双侧均优于PCS组。可认为OP组的这些发现可能源于演奏乐器的多模态特性，其整合了运动、视觉和听觉系统。

专业音乐家的听觉处理能力不仅涉及音乐音调，还延伸至言语感知与产出功能，音乐与言语感知和产出具有相似层级。既往证据提示，音乐家增强的听觉处理可使音乐元素在中枢听觉系统中类似言语元素被加工；但音乐刺激的声学参数处理通常较言语刺激需要更高结构复杂性和注意投入。专业音乐家对音乐同时进行旋律性和分析性加工并涉及两半球，且在涉及旋律、和弦或音高的双耳分听范式中持续优于非音乐家。长期器乐训练与胼胝体体积增加、听觉/运动/视空间皮层灰质扩展等结构改变相关，这些适应通过提高半球间传递速度和容量促进感觉运动与听觉整合。职业歌手的中枢结构适应则与精细听觉—发声整合及听觉反馈向运动输出的精确转换相关。既往双耳分听研究显示，音乐家在处理时间性旋律刺激或言语信息时较非音乐家表现出右耳优势及左半球优势。单侧和双侧双耳分听数字测试使用言语刺激（数字），基于Kimura结构模型；该模型认为言语刺激双耳分听时的右耳优势源于半球间传递。双耳分听还依赖额颞连接，是评估经胼胝体进行半球间听觉信息传递的有效工具。现有问题在于，据研究人员所知，尚无文献专门探讨职业歌手对言语刺激的双耳加工，也未直接比较职业歌手与器乐演奏者。因此，本研究旨在调查Teatro alla Scala职业交响乐团器乐演奏者（orchestra professional musicians, OP）与职业合唱歌手（professional choir singers, PCS）的双耳分听特征，并识别驱动这些结果的潜在听力学和职业因素。
研究人员开展前瞻性观察性研究，纳入来自意大利米兰Teatro alla Scala的165名右手优势职业音乐家；摘要报告91名OP与74名PCS，结果段对OP样本量出现98名表述，原文存在不一致。纳入标准包括母语为意大利语、年龄>18岁、无神经或心理疾病、无中耳手术史且能配合double DDT；219名受试者中排除54名。研究记录人口学与职业资料，OP按乐器类型分为弦乐、管乐（木管和铜管）和打击乐，PCS按声部（男低、男中、男高、女低、女中、女高）及音高（低、中、高）分类。听力学评估包括耳镜、气导250–8000 Hz与骨导500–4000 Hz纯音听阈、四频率纯音平均听阈（four-frequency pure tone average, PTA₄；0.5、1、2、4 kHz）、声导抗、畸变产物耳声发射信噪比（Distortion Product Otoacoustic Emissions signal-to-noise ratio, DPOAE-SNR；刺激强度L₁/L₂=25/35 dB HL，2–10 kHz，2f₁-f₂，SNR≥3 dB为有效发射）。双耳分听采用意大利版double DDT，双耳同时呈现两对数字，自由注意条件下复述，按PTA₄校准至20 dB感觉级（Sensation Level, SL）并调整至舒适且双耳同感觉级，测试前休息5 min，计算右耳、左耳得分及右耳优势（Right Ear Advantage, REA；右耳得分减左耳得分）。统计采用Shapiro–Wilk检验、Wilcoxon符号秩检验、Mann–Whitney U检验、卡方检验、效应量、Spearman相关、错误发现率（false discovery rate, FDR）校正及广义线性模型（Generalized Linear Models, GLM；95% Wald置信区间（confidence interval, CI）），功效分析为93.7%。研究结论为OP组双耳分听功能在双侧均优于PCS组，REA在两组保持稳定；double DDT可作为监测精英音乐专业人员双耳言语输入识别的敏感有效工具，并可能为听觉康复中的音乐训练规划提供依据，尤其对外周感觉输入缺陷影响言语语言发育的患者；OP组表现可能源于演奏乐器整合运动、视觉和听觉系统的多模态特性。
关键技术方法概括（约230字）：研究为前瞻性观察性听力学研究，样本队列来自意大利米兰Teatro alla Scala的165名右手优势职业音乐家（OP与PCS）。关键方法包括综合听力学测试（耳镜、纯音气骨导听阈、PTA₄、声导抗、DPOAE-SNR）和意大利版double DDT（双耳同时呈现两对数字，自由注意复述，按PTA₄校准至20 dB SL），并采用非参数检验、Spearman相关、FDR校正和GLM分析。
3. 结果：人口学与听力学特征方面，PCS组中位年龄52岁，OP组中位年龄51岁（结果段OP样本量表述为98名，男/女=75/16），组间年龄无显著差异（p=0.527），性别分布差异显著（p≤0.000，Phi效应量=?0.345）；OP组职业音乐生涯时长（p<0.001，效应量=0.26）及Teatro alla Scala艺术任职时长（p=0.028，效应量=0.17）显著高于PCS组。PTA₄右耳和左耳组间可比（p=0.656、p=0.679），DPOAE-SNR（2–10 kHz）组间亦可比（p=0.472、p=0.225）；左耳1000 Hz平均听阈在PCS组显著高于OP组（p=0.048，效应量=0.15）。double DDT表现方面，所有double DDT值均在正常范围内；两组右耳double DDT表现均显著高于左耳（PCS：p=0.002，效应量=0.241；OP：p<0.001，效应量=0.322）。未校正Mann–Whitney U检验显示，OP组右耳double DDT表现显著优于PCS组（p=0.023，效应量=0.177）；OP组左耳表现亦优于PCS组但未达统计学显著（p=0.102）；两组REA值相似（p=0.835），仅右耳得分存在统计学显著差异。相关性分析方面，OP组右耳double DDT表现与左耳PTA₄（r=?0.211，p=0.044）及DPOAE-SNR（r=0.305，p=0.003）呈弱但显著相关，左耳double DDT表现与听力水平呈负相关（r=?0.215，p=0.041）；OP组年龄与双耳PTA₄及DPOAE-SNR显著相关；职业音乐生涯时长和Teatro alla Scala任职时长与年龄、平均听阈及DPOAE-SNR显著相关，较长职业时长与周围听力下降相关，但不异于非暴露人群的老年性聋预期；OP组乐器类型与性别及听力水平显著相关（r=?0.246和0.278）。PCS组左耳double DDT表现与声部范围显著负相关（r=?0.258，p=0.027），即低声部时左耳double DDT表现略有增加；PCS组年龄、性别、职业音乐生涯时长及Teatro alla Scala任职时长与双耳PTA₄和DPOAE值显著相关。性别比较中，PCS组女性右耳PTA₄（p=0.017，效应量=0.187）、左耳PTA₄（p=0.005，效应量=0.22）及右耳DPOAE-SNR（p=0.005，效应量=0.22）优于男性；OP组男女无差异；double DDT结果无性别显著差异。GLM方面，Model 1a以double DDT右耳表现为因变量、组别为模型截距，模型显著（Omnibus检验： likelihood chi-square=7.597，df=1，p=0.006），PCS组右耳double DDT表现趋于下降（B=?5.634，df=1，p=0.005）；Model 1b以左耳表现为因变量，模型显著（likelihood chi-square=4.271，df=1，p=0.039），PCS组左耳表现趋于下降（B=?5.924，df=1，p=0.038）；以REA为因变量未能建立显著模型（likelihood chi-square=0.1，df=1，p=0.92）。Model 2分析年龄：PCS组右耳模型不显著（p=0.439），OP组右耳模型显著（likelihood chi-square=4.133，df=1，p=0.042），OP组右耳double DDT表现随年龄增加而下降（B=?0.218，df=1，p=0.04）；左耳方面仅PCS组模型显著（likelihood chi-square=5.347，df=1，p=0.021），PCS组左耳表现随年龄增加而下降（B=?0.518，df=1，p=0.019）；性别与double DDT得分未建立显著模型。上述结果通过非参数检验、相关分析和GLM得出，提示PCS组双耳double DDT表现显著低于OP组，而REA无组间显著差异。
4. 讨论：double DDT是评估同时性语言输入经半球间传递及认知功能的有效听力学工具，涉及前额下回、额中回、颞上回和颞中回、左顶下小叶等神经网络，并连同外周听觉系统评估中枢听觉功能（时间听觉处理、声音偏侧化、序列听觉感知、竞争性听觉信号感知）以及注意和记忆功能。文献中音乐家（主要为器乐演奏者）经单耳、双耳或同侧呈现的旋律、和弦、纯正弦/谐波复合音及噪声等刺激研究，音乐训练和专业音乐实践增强对言语或非言语刺激基频与谐波的感知、节奏和音色识别及噪声中言语理解；音乐家还具有更强的听觉工作记忆、频率和时间辨别、听觉注意、音高加工、词辨别、词汇、命名、噪声中言语感知及频谱时间变化检测能力。既往研究观察到职业器乐演奏者复述数字、字母或词序列较非音乐家更准确，并擅长存储和组织言语信息；音乐与言语中枢加工存在相似机制；右利手音乐家左半球对声音时间声学特性及言语节奏结构具有优势。本研究向PCS和OP双耳呈现言语元素以分析和比较双耳分听能力；识别器乐演奏者和歌手的双耳分听特征可能有助于为因中枢或外周听力损失导致语言习得问题的患者规划听觉康复中的音乐训练。两组double DDT结果均在正常范围且均表现显著右耳优势，符合Kimura结构模型对言语刺激左半球优势的表述。GLM显示OP组右耳和左耳double DDT表现显著优于PCS组，可能支持器乐演奏者具有更高半球间信息传递能力的可能性。OP组右耳double DDT表现与年龄、左耳PTA₄、DPOAE及听力水平显著相关，左耳double DDT表现与听力水平显著相关，可能支持器乐演奏者双耳分听能力对外周听力的依赖性；OP组年龄、听力水平与右耳double DDT表现的显著负相关可能提示潜在年龄相关听力变化；OP组double DDT-REA与外周听力无显著关系，因REA属中枢听觉功能。OP组优于PCS组可能与演奏乐器多任务特征有关：器乐演奏要求高水平运动—听觉—视觉整合，不同于合唱，需要不对称且高度复杂的运动输入及精确双手协调，这种较高运动复杂性可能促进更活跃的听觉皮层并强化经胼胝体的半球间传递。OP组较高double DDT表现可能确认器乐训练在外周感觉输入缺陷患者听觉康复中的重要性，因音乐训练增加选择性听觉注意和噪声中言语能力；对职业打击乐演奏者、职业声乐者和非音乐家的研究曾指出，演奏乐器相关的更全面运动激活有助于更广泛的音乐实践认知控制。PCS组double DDT结果与声部范围显著相关；其double DDT表现独立于外周听力或耳蜗功能，提示职业歌手可能依赖听觉—运动组织及中枢系统储备的音高感知信息；PCS组可认为内部听觉—发声—躯体反馈回路占主导，OP组则管理快速频谱时间变化和触觉反馈，从而锐化中枢听觉系统利用外周输入的能力。研究结果与Kimura结构模型一致，两组均保持右耳优势，确认言语刺激左半球优势。既往Gordon和Johnson等研究显示音乐家在双耳分听数字对和旋律时表现右耳优势，右利手音乐家旋律识别右耳表现最高，非音乐家显示左耳优势；随音乐训练和经验增加，右耳优势及左半球序列分析机制增强。本研究排除左利手参与者；据研究人员所知，这些是仅有的音乐家双耳分听研究，但均未比较职业器乐演奏者与歌手。局限包括缺乏音乐生活早期练习类型和强度、Teatro alla Scala以外每日噪声暴露水平、与文献正常范围而非同一环境非音乐家对照组的比较、OP组男性比例较高（反映特定职业人口学）以及未测量工作记忆或执行注意。
5. 结论（译文）：double DDT评估刺激时间特征耳间差异及其他声学方面的感知，是监测精英音乐专业人员双耳言语输入识别的敏感且有效工具。研究结果表明，言语的基本偏侧化（表现为右耳优势）在OP组和PCS组均保持稳定。OP组双耳分听功能在双侧均优于PCS组。可认为OP组的这些发现可能源于演奏乐器的多模态特性，其整合了运动、视觉和听觉系统。